Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-07-13T12:46:14Z No. of bitstreams: 1 2016_LucasRosseCaldas.pdf: 4093869 bytes, checksum: 07561542141eab0ea9479f40c915fcc0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-07-28T22:34:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LucasRosseCaldas.pdf: 4093869 bytes, checksum: 07561542141eab0ea9479f40c915fcc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T22:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LucasRosseCaldas.pdf: 4093869 bytes, checksum: 07561542141eab0ea9479f40c915fcc0 (MD5) / Com a crise energética que o Brasil vem enfrentando e a pressão internacional para a diminuição das emissões de CO2, nota-se o aumento, nos últimos anos, de pesquisas relacionadas à produção de edificações considerando estes dois aspectos ambientais. Na produção das vedações verticais de edificações habitacionais, algumas tecnologias têm sido utilizadas, entre elas o light steel framing (LSF), as quais precisam atender requisitos e critérios de desempenho do usuário, relacionadas à segurança, habitabilidade e sustentabilidade ambiental. Uma forma de medir o desempenho ambiental de um produto ou processo é a avaliação do ciclo de vida (ACV), que está sendo aplicada nas edificações. Muitos trabalhos de ACV tem tido como foco questões relacionadas ao consumo de energia e emissões de CO2 ao longo do seu ciclo de vida, o que resultou no surgimento dos termos Avaliação do Ciclo de Vida Energético (ACVE) e Avaliação do Ciclo de Vida de Emissões de CO2 (ACVCO2). Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a realização da ACVE e ACVCO2 de uma edificação habitacional unifamiliar (EHU) localizada em Brasília – DF. Foram comparados dois diferentes sistemas de vedação vertical (externa e interna): light steel framing (LSF) e blocos cerâmicos de vedação convencional (VC), considerando o ciclo de vida completo da EHU, também chamado de berço ao túmulo, a partir das etapas de pré-uso, uso e pós-uso da edificação. A metodologia utilizada se baseou em estudos nacionais e internacionais, realizados por meio da pesquisa bibliográfica e da aplicação a um estudo de caso. Foram utilizados diferentes dados de inventário, obtidos da literatura, para valores mínimos, médios e máximos. As equações utilizadas foram aplicadas em planilhas eletrônicas e foi utilizado o software de simulação termoenergética, DesignBuilder, para obtenção do consumo de energia e emissões de CO2 na etapa operacional da edificação em estudo, avaliando a relação do desempenho térmico dos sistemas de vedação vertical. O sistema de VC apresentou melhor desempenho térmico quando comparado ao sistema de LSF, no entanto, esta diferença não resultou significativa no consumo de energia e emissões de CO2. A EHU de VC apresentou maior consumo de energia total quando comparada a EHU de LSF, para as situações de valores mínimos e médios. Em relação às emissões totais de CO2, a habitação de VC apresentou maior valor para as três situações de dados. A etapa de uso se mostrou a mais impactante ao longo do ciclo de vida das habitações. Com participação da fase operacional variando de 65 a 75% para energia e 58 a 70% para emissões de CO2, e de manutenção com 15 a 20% para energia e 11 a 18% para emissões, seguida da etapa de pré-uso, variando de 8 a 17% para energia e de 14 a 28% para as emissões. A etapa de pós-uso apresentou participação inferior a 1% tanto para energia como também para as emissões de carbono. Desta forma, foi possível concluir que além do aspecto do consumo de energia é interessante avaliar questões das emissões de CO2. Por fim, destaca-se que para a realidade de Brasília a partir dos dados adotados neste trabalho o LSF foi o sistema de vedação vertical mais vantajoso do ponto de vista energético e de emissões de carbono. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the energy crisis that Brazil is facing and international pressure to reduce CO2 emissions, there is an increase in recent years in research related to the production of buildings considering these two environmental aspects. In the production of wall system of residential buildings, some technologies have been used, like the light steel framing (LSF), which must meet user requirements and performance criteria related to safety, livability and environmental sustainability. One way to measure the environmental performance of a product or process is the life cycle assessment (LCA), wich is being applied in buildings. Many LCA studies has been focused on issues related to energy consumption and CO2 emissions throughout its life cycle, resulting in the emergence of terms Life Cycle Energy Assessment (LCEA) and Life Cycle CO2 Emissions Assessment (LCCO2A). In this context, this study aimed to study the application of LCEA and LCCO2A of two single-family residential building located in Brasília - DF. It was compared different wall systems (external and internal): light steel framing (LSF) and brick masonry (BM), considering the full life cycle of the residential buildings, also called cradle to grave, including pre-use, use and post-use phases of the buildings. The methodology used was based on national and international studies, conducted through literature review and application to a case study. Different inventory data were used, obtained from the literature, for minimum, medium and maximum values. The equations used were applied in spreadsheets and was used a thermo-energetic simulation software, DesignBuilder to study the relation between the thermal performance of the wall systems and the energy and CO2 emissions due to the air conditioning. The BM system showed better thermal performance compared to the LSF system, however, this difference did not result in significant energy consumption and CO2 emissions in operational phase. The BM building had higher total energy consumption when compared to LSF building to situations of minimum and medium values. Related to the total CO2 emissions, BM building showed a higher value for the three situations. The use phase showed the most impressive throughout the life cycle of buildings, with contribution from operational stage ranging from 65 to 75% for energy, 58 to 70% for CO2 emissions, maintained between 15 and 20% for energy and 11 to 18% for carbon emissions, followed by the pre-use phase varying 8-17% for energy and 14-28% of CO2 emissions. The post-use stage had participation below 1% for energy and CO2 emissions. Thus, it was concluded that in addition to the aspect of energy consumption is interesting to evaluate issues of CO2 emissions. Finally, to the reality of Brasilia, from the data adopted in this study, the LSF was the more advantageous vertical system from the energetic and carbon point of view.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-03T19:31:27Z No. of bitstreams: 1 2015_GilsonMarafigaPedroso.pdf: 11938234 bytes, checksum: 72172a8c54b6b1b7501041e350ed84a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-07-21T20:43:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GilsonMarafigaPedroso.pdf: 11938234 bytes, checksum: 72172a8c54b6b1b7501041e350ed84a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GilsonMarafigaPedroso.pdf: 11938234 bytes, checksum: 72172a8c54b6b1b7501041e350ed84a8 (MD5) / O estudo da Energia Incorporada (EI) no contexto das pesquisas sobre sustentabilidade na cadeia produtiva da construção tem contribuído ainda de forma incipiente no meio científico e tecnológico do país. A partir de estudos de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), tem-se desenvolvido estratégias de otimização das etapas complexas que essa requer, através da Avaliação de Ciclo de Vida Energético (ACVE). Este trabalho buscou discutir a ACVE nas etapas de pré-uso, uso e manutenção e desconstrução de um projeto típico de habitação térrea para o Distrito Federal no Brasil, de 45,64 m², abordando os sistemas de vedação vertical internos e externos. As vedações abordadas foram parede de concreto moldadas no local, alvenaria estrutural de blocos de concreto, steel frame e convencional. Buscou-se também realizar ensaios com a finalidade de obter a EI para a fase de desconstrução, abordando também a EI dos resíduos. Como resultados, verificou-se que as vedações em alvenaria estrutural apresentaram menor EI total. Em todas as situações, a etapa de desconstrução comportou-se como sendo a de menor EI, representando em média 1% da EI total. A etapa de uso e manutenção teve a maior EI para os sistemas abordados. Já a etapa de pré-uso teve maior EI para dois sistemas, sendo as vedações de painéis de concreto com apenas uma utilização das fôrmas e as vedações em steel frame, o qual apresentou no conjunto das três etapas a maior EI total. A partir da análise dos resíduos das vedações na etapa de desconstrução, encontraram-se resultados de que os resíduos podem representar de 6 (seis)% até 11 (onze)% da EI total. Os estudos mostraram que nas condições específicas da pesquisa, os valores para EI total para as vedações foram de 13,17 GJ/m² até 31,99 GJ/m². ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The study of embodied energy (EE) in the research context of sustainability on the construction supply chain has contributed for science and technology in Brazil, but the researches are still incipient. Based on studies on Energy Life Cycle Assessment (Energy LCA), some strategies to optimize the complex phases of Life Cycle Assessment (LCA) have been developed. This work discuss Energy LCA in the pre-use, use as well as demolition phases of a typical project of a social housing of one story of 45,64 m² in Distrito Federal, situated in Brazil. The thesis addresses internal and external walls. They addressed walls were concrete wall molded-in-place, structural masonry of concrete block, steel frame and traditional masonry. Tests were made to obtain the EE in the demolition phase, addressing EE of remnants. As a result, it was possible to verify that the structural masonry wasted less total EE than the others. In every analyzed situation, the demolition phase was the one that wasted less EE, representing 1% of the total EE. The use phase consumed the most part of the EE. The pre-use phase consumed the most part of the EE for concrete wall when it uses just one form and for steel frame which presents the higher spending of total EE throughout the three phases. Based on the analyze of the remnants of the internal and external walls in the demolition stage, the remnants can represent from 6% to 11% of total EE.The studies indicated that the amount of total EE for internal and external walls were from 13,17 GJ/m² to 31,99 GJ/m², at the specific conditions of this research.

O consumo de energia embutida nas edificações acontece ao longo do seu ciclo de vida nas atividades relacionadas com a construção e manutenção. Trata-se de um consumo de cálculo complexo uma vez que o seu valor está contabilizado em outros setores econômicos como o setor industrial de produção de materiais construção e o setor de transportes. A contribuição da energia embutida nas edificações do Brasil chega a 40% do seu ciclo de vida energético. Para além disso as necessidades de infraestrutura no país, em particular no setor residencial, deverão resultar em elevados consumos energéticos para a sua construção, contribuindo para pressionar as necessidades de expansão dos sistemas de oferta de energia. Neste contexto, o objetivo central desta pesquisa é calcular a energia embutida na construção de um condomínio residencial na cidade de Campo Grande no Estado de Mato Grosso do Sul. Para tal foi utilizada um metodologia baseada em Avaliação de Ciclo de Vida Energético (ACVE) tendo sido considerados dois cenários que diferem quanto à eficiência energética na etapa do transporte. Obteve-se um consumo de energia embutida inicial por unidade de área de 4,99 GJ/m2 para o cenário 1 e 5,52 GJ/m2 para o cenário 2, com participações de energia não renovável de 61,2% e 64,2%, respectivamente. No cenário 1 a etapa de fabricação dos materiais respondeu por 96,1% do consumo de energia embutida, o transporte contribuiu com 3,2% e a construção com 0,7%. Já no cenário 2, a participação de cada etapa foi de 86,8%, 12,6% e 0,6% respectivamente. Os resultados do estudo de caso apresentado e o panorama elaborado sobre a energia embutida nas edificações brasileiras realizado nesta tese reforçam a necessidade de incluir a energia embutida como critério de eficiência energética no desenvolvimento de políticas públicas que contribuam para reduzir o consumo de energia no setor de edificações. / The embodied energy in buildings is an energy consumption that happens throughout its life cycle in the activities related to construction and maintenance. Embodied energy calculation is a complex process since its value is accounted for in other economic sectors such as the manufacture of building materials and transportation. The contribution of embodied energy in Brazilian buildings reaches 40% of its energy consumption life cycle. In addition, infrastructure needs in the country, particularly in the residential sector, should result in high energy consumption for its construction, contributing to put pressure on the expansion needs of the energy supply system. In this context, the main objective of this research is to calculate the embodied energy in the construction of a residential condominium in the city of Campo Grande in the State of Mato Grosso do Sul. A methodology based on Life Cycle Energy Assessment (LCEA) was used considering two scenarios that differ in terms of energy efficiency at the transportation stage. Initial Embodied Energy per unit area was 4.99 GJ/m2 for scenario 1 and 5.52 GJ/m2 for scenario 2, with a non-renewable energy share of 61.2% and 64, 2%, respectively. In scenario 1, the material manufacturing stage accounted for 96.1% of the initial embodied energy value, transportation contributed with a share of 3.2% and the construction stage with 0.7%. In scenario 2, the share of each stage was 86.8%, 12.6% and 0.6%, respectively. The results of the presented case study and the elaborated panorama on the embodied energy in Brazilian buildings carried out in this thesis reinforce the need to include embodied energy as a criterion of energy efficiency in the development of public policies that contribute to reduce energy consumption in the building sector.

O consumo de energia embutida nas edificações acontece ao longo do seu ciclo de vida nas atividades relacionadas com a construção e manutenção. Trata-se de um consumo de cálculo complexo uma vez que o seu valor está contabilizado em outros setores econômicos como o setor industrial de produção de materiais construção e o setor de transportes. A contribuição da energia embutida nas edificações do Brasil chega a 40% do seu ciclo de vida energético. Para além disso as necessidades de infraestrutura no país, em particular no setor residencial, deverão resultar em elevados consumos energéticos para a sua construção, contribuindo para pressionar as necessidades de expansão dos sistemas de oferta de energia. Neste contexto, o objetivo central desta pesquisa é calcular a energia embutida na construção de um condomínio residencial na cidade de Campo Grande no Estado de Mato Grosso do Sul. Para tal foi utilizada um metodologia baseada em Avaliação de Ciclo de Vida Energético (ACVE) tendo sido considerados dois cenários que diferem quanto à eficiência energética na etapa do transporte. Obteve-se um consumo de energia embutida inicial por unidade de área de 4,99 GJ/m2 para o cenário 1 e 5,52 GJ/m2 para o cenário 2, com participações de energia não renovável de 61,2% e 64,2%, respectivamente. No cenário 1 a etapa de fabricação dos materiais respondeu por 96,1% do consumo de energia embutida, o transporte contribuiu com 3,2% e a construção com 0,7%. Já no cenário 2, a participação de cada etapa foi de 86,8%, 12,6% e 0,6% respectivamente. Os resultados do estudo de caso apresentado e o panorama elaborado sobre a energia embutida nas edificações brasileiras realizado nesta tese reforçam a necessidade de incluir a energia embutida como critério de eficiência energética no desenvolvimento de políticas públicas que contribuam para reduzir o consumo de energia no setor de edificações. / The embodied energy in buildings is an energy consumption that happens throughout its life cycle in the activities related to construction and maintenance. Embodied energy calculation is a complex process since its value is accounted for in other economic sectors such as the manufacture of building materials and transportation. The contribution of embodied energy in Brazilian buildings reaches 40% of its energy consumption life cycle. In addition, infrastructure needs in the country, particularly in the residential sector, should result in high energy consumption for its construction, contributing to put pressure on the expansion needs of the energy supply system. In this context, the main objective of this research is to calculate the embodied energy in the construction of a residential condominium in the city of Campo Grande in the State of Mato Grosso do Sul. A methodology based on Life Cycle Energy Assessment (LCEA) was used considering two scenarios that differ in terms of energy efficiency at the transportation stage. Initial Embodied Energy per unit area was 4.99 GJ/m2 for scenario 1 and 5.52 GJ/m2 for scenario 2, with a non-renewable energy share of 61.2% and 64, 2%, respectively. In scenario 1, the material manufacturing stage accounted for 96.1% of the initial embodied energy value, transportation contributed with a share of 3.2% and the construction stage with 0.7%. In scenario 2, the share of each stage was 86.8%, 12.6% and 0.6%, respectively. The results of the presented case study and the elaborated panorama on the embodied energy in Brazilian buildings carried out in this thesis reinforce the need to include embodied energy as a criterion of energy efficiency in the development of public policies that contribute to reduce energy consumption in the building sector.